При возведении зданий и сооружений используются следующие основные типы железобетонных конструкций: фундаменты, колонны, стены, балки, плиты перекрытий и покрытий и др. Эти конструкции можно изготавливать по двум основным технологиям: сборного и монолитного железобетона.
Опалубка служит для придания изготавливаемой конструкции проектной формы и размеров; её проектного положения, а также сохранения их в течение всего процесса изготовления.Требования к опалубке: - прочность, т.к. на нее действуют силы от веса бетона, арматуры и сила бокового распора бетонной смеси;- устойчивость (не должна менять проектного положения); - геометрическая неизменяемость (не должна менять проектной формы и размеров); - чистота поверхности; - отсутствие адгезии (прилипания) с бетоном; - технологичность (простота сборки и разборки).
Мелкощитовая опалубка. Крупнощитовая опалубка. Блок-формы. Объемно-переставная опалубка. Катучая опалубка открытого типа. Туннельная опалубка. Подъемно-переставная опалубка. Скользящая опалубка. Несъемная опалубка из плит оболочек. Несъемная опалубка из стального листа. Несъемная опалубка из стальной сетки. Грунтовая опалубка. Специальные виды: Виброопалубка. Термоактивная (греющая) опалубка. Пневмоопалубка. Мелкоштучная опалубка.
Изготовленную опалубку хранят в условиях, защищающих ее от действия атмосферных осадков и случайных повреждений. Помещения должны быть изолированы от проникания влаги во избежание ржавления металлических деталей. Стальную инвентарную, а также комбинированную опалубку хранят в закрытых складах с бетонным полом, устанавливая щиты в вертикальное положение. Мелкие щиты (площадью до 0,5 м2) разрешено хранить в два яруса, отделяя их друг от друга подкладками из досок или брусков. Щиты больших размеров устанавливают в один ярус.
В общий процесс армирования железобетонных конструкций входит процесс установки арматуры и закладных деталей. Стальная арматура воспринимает растягивающие усилия, возникающие в строительных конструкциях, так как бетон хорошо работает лишь на сжатие. Сталь – материал дорогой, но его доля в конструкции составляет лишь 1–3 % (по объему). Закладные детали в виде стальных пластин, уголков, трубок, болтов и т.п. служат для крепления конструкций на сварке, на болтах; для создания отверстий, проемов, каналов и т.п.; для пропуска сквозь конструкцию тяжей, болтов, а также инженерных коммуникаций.
При транспортировании, погрузке и разгрузке арматурных изделий принимаются меры, предохраняющие их от разрушений и деформаций, разрывов сварных соединений, искривлений. Арматурные сетки и каркасы перевозятся пакетами, прямые и гнутые стержни – связанными в пачки. Пространственные арматурные каркасы при перевозке надежно закрепляются на транспортных средствах, чтобы исключить возможность их деформации под действием собственного веса и толчков. При перевозке арматурных изделий, длина которых более чем на 1,5 м превышает длину кузова автомобиля, используются прицепы.
Способ предварительного натяжения арматуры применяют как в сборных, так и в монолитных конструкциях и сооружениях. В монолитном исполнении с предварительным натяжением арматуры бетонируют пролетные строения мостов, большепролетные балки и плиты перекрытий, контурные элементы оболочек и куполов, резервуары, подкрановые балки, высотные сооружения и др. Так, железобетонный монолитный ствол Останкинской телебашни выполнен с предварительным натяжением вертикальной пучковой арматуры.
Вид продукции: Уложенная и уплотненная бетонная смесь, полностью заполняющая весь внутренний объем опалубки. Вход в процесс: Должны быть приняты по акту установленные в проектное положение опалубка и арматура. Состав процесса: - приготовление бетонной смеси; - доставка ее на объект; - подача бетонной смеси на рабочее место; - укладка бетонной смеси с уплотнением; - выдержка в стандартном режиме; - сдача по акту.
В зависимости от вида конструкции, параметров бетонной смеси и объема работ, технических возможностей организации применяют следующие технологии: Подача транспортом непосредственно в конструкцию с уровня стоянки или со специальных бетоновозных мостов или эстакад. Подача бетонолитной бадьей с помощью крана. Подача ленточными конвейерами. Используются стационарные или мобильные системы на базе автомобиля или трактора, снабженные рабочими стрелами длиной 10 - 20 м, по которым движется транспортерная лента с бетонной смесью. Подача бетононасосами. Бетонная смесь подвижностью ОК 8–16 см подается по стальным трубам диаметром 100÷200 мм непосредственно в конструкцию. Расстояние подачи – до 150 м, высота – до 40 м.
Укладка бетонной смеси должна быть осуществлена такими способами, которые обеспечивают монолитность бетонной смеси, проектные физико-механические показатели и однородность бетона, надлежащее его сцепление с арматурой и закладными деталями, полное (без каких-либо пустот) заполнение бетоном опалубочного пространства возводимой конструкции. Укладку бетонной смеси осуществляют тремя методами: с уплотнением, без уплотнения (литые смеси, самоуплотняющийся бетон на расширяющихся цементах) и напорное бетонирование снизу вверх.
Торкретирование – нанесение под давлением сжатого воздуха на бетонную конструкцию, опалубку или другие поверхности цементно–песчаных растворов или мелкозернистой бетонной смеси. Применяется для исправления дефектов в бетонных и железобетонных конструкциях, нанесения водонепроницаемого слоя на поверхность резервуаров, различного рода подземных сооружений, бетонирования тонкостенных конструкций в односторонней опалубке (плит, оболочек и т. п.).
Непрерывное бетонирование, хотя и обеспечивает лучшее качество конструкций, по технологическим и организационным причинам не всегда возможно, вследствие чего образование рабочих швов неизбежно. Рабочим швом называют плоскость стыка между затвердевшим и новым (свежеуложенным) бетоном, образованную из-за перерыва в бетонировании. Рабочий шов образуется в том случае, когда последующие слои бетонной смеси укладывают на полностью затвердевшие предыдущие слои. Для обычных бетонов это происходит тогда, когда перерыв в бетонировании составляет 5–7 часов и более.
При устройстве полов, подготовок и плит толщиной до 500 мм площадка бетонирования разбивается на карты – полосы шириной 3...4 м, по краям которых устанавливают деревянные (доски) или стальные (рельсы) направляющие, выполняющие роль опалубки. Бетонную смесь с OK – 0..3 см укладывают в карты через одну с уплотнением виброрейкой. После затвердевания бетона направляющие снимаются и бетонируются пропущенные карты, при этом виброрейка перемещается по бетону готовых карт.
В стены толщиной более 500 мм и при слабом армировании укладывается бетонная смесь с ОК – 4...6 см и крупностью заполнителя до 70 мм. При длине стены более 15 м ее делят на участки по 1...10 м с тем, чтобы за смену можно было забетонировать целое число участков. Деревянная разделительная опалубка, устанавливаемая на границах участков без разрезки арматуры, устраивается с образованием шпонки. Допускается устанавливать сетчатую разделительную опалубку, которая в дальнейшем оставляется в бетоне.
Способы ухода за бетоном зависят от вида конструкции, типа цемента, местных и климатических условий и продолжаются до набора бетоном 70% расчетной прочности. За бетоном на обычном портландцементе продолжительность ухода составляет 7 суток, на быстротвердеющем (глиноземистом) цементе – 2-3 суток. Время ухода при жаркой и сухой погоде увеличивается.
В комплексном технологическом процессе по возведению монолитных железобетонных конструкций съем опалубки (распалубливание) является важной и трудоемкой операцией. Правильно установленная опалубка должна сниматься легко и просто.
Нарушение правил производства бетонных работ приводит к появлению ряда дефектов железобетонной конструкции. Некоторые из них: раковины, гравелистая поверхность и неровности могут быть устранены последующим исправлением. При необходимости этих работ они выполняются сразу после снятия опалубки, пока бетон еще достаточно свежий. Мелкие неровности и наплывы бетона на стенах, колоннах, балках срубаются вручную или пневматическими зубилами с последующей затиркой неровностей цементным раствором состава 1:2.
В процессе возведения зданий должна быть обеспечена устойчивость как отдельных смонтированных конструкций, так и частей здания и всего каркаса здания в целом. Монтаж каждого последующего яруса можно производить только после установки, проектного закрепления всех сборных и выполнения монолитных конструкций нижележащего яруса. Монтаж конструкций в пределах каждого яруса производят поэтапно в технологической последовательности, указанной в проекте. В процессе монтажа конструкций должны быть установлены и закреплены все монтажные связи.
При температуре ниже 0°С в бетоне прекращаются процессы гидратации, т.е. взаимодействие минералов цемента с водой. Твердение бетона приостанавливается, так как бетон замерзает, превращаясь в монолит, прочность которого обусловливается силами смерзания. В бетоне появляются внутренние напряжения, вызываемые увеличением объема свободной воды примерно на 9% при замерзании. Эти напряжения разрывают неокрепшие адгезионные связи между отдельными компонентами бетона, снижая его прочность. Свободная вода, замерзая на поверхности зерен заполнителей в виде тонкой пленки, препятствует сцеплению цементного теста с заполнителем. Это также ухудшает прочностные свойства бетона.
При выполнении всех процессов: установке опалубки, армировании, бетонировании и уходе за бетоном необходимо постоянно следить за прочностью и устойчивостью щитов и стоек опалубки, настилов, лесенок и ограждений.
Заводы железобетонных конструкций (ЖБК) или изделий (ЖБИ) имеют мощности от 10 до 300 тысяч кубометров железобетона в год. По видам изделий различают:- универсальные заводы ЖБК, выпускающие широкую номенклатуру изделий: плиты, балки, колонны, фермы и т. д., а также поставляющие бетонную смесь (товарный бетон) и арматурные изделия; - специализированные заводы ЖБК, выпускающие конструкции лишь одного вида: трубы различного диаметра, опоры линий электропередач (столбы) различных размеров, конструкции мостов, железнодорожные шпалы и т. д.
Основной объем производства сборного железобетона сосредоточен на заводах. Однако наряду с неоспоримыми достоинствами эта технология требует огромных начальных затрат ресурсов и времени (2 – 4 года). Для ускорения начала поставки конструкций на строящиеся объекты на начальной стадии часто используют полигоны, срок возведения которых составляет от 6 месяцев до полутора лет.
Вид продукции: Установленная в проектное положение и закрепленная рабочим соединением конструкция. Назначение: Для возведения зданий и сооружений из готовых конструкций. В комплексе работ по возведению зданий и сооружений при монтаже выделяют два этапа: монтаж подземных конструкций (фундаменты, рандбалки, опоры, каналы, туннели и т.п.), входящий в состав нулевого цикла; монтаж надземных конструкций (колонны, балки, фермы, плиты, стеновые панели и т.п.), который является основным, ведущим процессом.
В зависимости от местных условий, реальных возможностей, параметров строительных конструкций (масса, размеры, жесткость), общих объемов перевозки (м3), а также фактического расстояния перевозки используется железнодорожный, водный, автомобильный и воздушный транспорт. При перевозке соблюдаются следующие требования:
При подготовке строительных конструкций к монтажу выполняются следующие операции: укрупнение элементов на жестких стендах: на колонны устанавливаются монтажные лесенки, рабочие площадки; при необходимости отдельные элементы стальных ферм и арок усиливаются на период монтажа.
Для монтажа конструкций конкретного объекта при возведении зданий и сооружений одним из решающих факторов, влияющих на эффективность монтажа (стоимость, сроки) является правильный выбор монтажных механизмов по типу, марке, количеству; оптимальное распределение их по отдельным монтажным потокам в от зависимости заданных ограничений, то есть поставленной задачи: возведение с минимальными затратами или в минимальные сроки. После изучения проекта представленного к возведению здания или сооружения определяются его основные технологические параметры: длина, ширина, высота, масса наиболее тяжелого элемента.
От правильного устройства фундаментов под колонны и точности подготовки опорных поверхностей зависят точность, трудоемкость и продолжительность монтажа колонн и других элементов каркаса зданий. Разбивочные оси с обноски выносятся в котлован. Разбиваются центры (центральные точки) фундаментов и закрепляются колышками. С помощью нивелира на колышки выносят отметку «монтажного горизонта» (низа фундаментных блоков). Устраивается «монтажный горизонт»: на месте блока на грунте выполняется подготовка из песка, щебня или тощего бетона толщиной до 100 мм и в плане на 100-150 мм шире самого фундаментного блока.
Железобетонные колонны в зависимости от их массы и длины, условий подачи, характеристики кранов поднимают поступательным перемещением колонны краном, поворотом колонны вокруг основания и поступательным движением крана, поворотом колонны и стрелы крана. Тяжелые и высокие колонны поднимают с перемещением нижнего конца на тележке либо поворотом вокруг основания на стальном башмаке.
Несущие конструкции каркасов многоэтажных зданий, возводимых из сборных элементов, выполняют из колонн высотой на один-пять этажей и междуэтажных перекрытий балочного или безбалочного типов. Применяются также рамные сборные конструкции. Многоэтажные промышленные здания характеризуются повторяемостью элементов каркаса и относительно небольшой массой конструкций.
Устойчивость, надежность и долговечность сборных зданий сооружений во многом зависят от качества выполнения рабочих стыков сборных элементов и конструкций и их замоноличивания. В зависимости от количества и вида сопрягаемых элементов соединения делятся на стыки, узлы и швы. Соединение между собой в одном месте двух конструктивных элементов (например, колонны с фундаментом) называется стыком, а трех и более элементов - узлом. Примером последнего может служить соединение колонны, ригеля и плит перекрытий в многоэтажных каркасных зданиях. Швом называют место контурного соединения (соприкасания) между отдельными конструктивными элементами, например плитами покрытий, стеновыми панелями и др.
